近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法
2023-06-05 07:09:36
專利名稱：近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法
技術領域：
本發明涉及一種近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法，屬於煤礦井下區域瓦斯治理技術領域，尤其適用於在高瓦斯高地應カ近距離煤層群中的多層石門揭煤消突過程。
背景技術：
在突出危險礦井中，最易發生突出且突出強度較大的是石門揭煤。多年來，我國煤礦一直在研究如何防止石門揭煤時的突出，カ圖消除石門揭煤的突出危險，以達到防突的目的，雖然採取了鋼骨架、注漿加固、預抽煤層瓦斯、水力衝孔甚至煤揭巖等一系列措施，但石門揭煤突出現象仍時有發生，甚至出現延期時間不等的突出，造成了煤礦企業財產的嚴 重損失。學術界和企業界雖作出過不懈努力，但由於對石門揭煤時煤與瓦斯突出的機理不清楚，儘管對石門揭煤前進行過許多的突出預測和評估，也難以預先採取有效的工程措施進行消突。根據《防治煤與瓦斯突出細則》要求，石門揭開突出煤層之前，應選用綜合指標法、鑽屑瓦斯解吸指標法或其他經試驗證實有效的方法預測工作面突出危險性，即必須進行探煤及瓦斯壓カ的測定工作。但在煤層相距較近的情況下，如分開探煤及測壓進行瓦斯突出危險性鑑定，則可能由於上個煤層的施工而導致下個煤層的埋藏遭到破壞，從而瓦斯壓カ測定失準。因此，必須尋找ー種方法進行多級石門揭煤方法，以得到原始煤層瓦斯壓カ真實值，從而達到突出鑑定的效果。
發明內容
技術問題本發明的目的是克服近距離煤層群石門揭煤的不足之處，降低近距離煤層群揭煤的突出危險性，提供ー種效果明顯、成功率高、成本低的近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法。技術方案本發明近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法，對近距離煤層群進行多級水力壓裂，打一個穿過所有煤層的穿層鑽孔，採用直徑為25_的無縫鋼管作為壓裂管，採用直徑為19mm的鍍鋅管作為注漿管和回漿管，其步驟如下
a.根據地質信息了解近距離煤層群的煤層厚度及煤層間的巖層厚度，從巷幫向近距離煤層群打一個穿過所有煤層的穿層鑽孔；
b.根據煤層厚度及煤層間的巖層厚度，依次連接多段壓裂管，將壓裂管的前端封堵，並在預將位於各煤層內的壓裂管的管段壁上分別施工若干小孔；
c.分別連接多段注漿管和多段回漿管，在預將位於各巖層區的注漿管段施工若干小
孔；
d.在預將位於各煤層與巖層之間相接觸鑽孔段內用封孔聚氨酯反應袋捆綁壓裂管、注漿管和回漿管，注漿管位於壓裂管的下部，回漿管位於壓裂管的上部；
e.擠壓所有封孔聚氨酯反應袋，使聚氨酯反應袋中的兩種化學漿液充分混合，將壓裂管、注漿管和回漿管一起迅速送入鑽孔內，使壓裂管管壁上的小孔段位於各煤層內，注漿管管壁上的小孔段位於各巖層段內；f.待封孔聚氨酯反應袋完全膨脹固化後，將注漿管與注漿設備連接，向煤層群中的各巖層內段內注入封孔材料，當回漿管流出漿時，關閉回漿管閥門和注漿管閥門，停止注漿；
g.待封孔材料凝固完全後，將壓裂管與水力壓裂設備連接，對煤層群各煤層內注水進行水カ壓裂，當水力壓裂設備中壓力表顯示的壓カ值明顯下降且無回升現象時，關閉壓裂管閥門，停止注水。有益效果由於採用了上述技術方案，解決了現有近距離煤層群石門揭煤的缺陷，實現了煤層群的同時卸壓，降低近距離煤層群揭煤的突出危險性，近距離煤層群石門揭煤時消突效果明顯、成功率高、成本低，工作量小。滿足了煤礦現場近距離煤層群石門揭煤等工作的需要。
圖I是本發明的近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法實施例示意圖。圖中I一鑽孔，2—回漿管，3—壓裂管，4ー注漿管，5—巖層，6—煤層，7—聚氨酯反應袋，8—封孔材料，9 一壓裂管小孔，10—注漿管小孔，11-1 一回漿管閥門，11-2—壓裂管閥門，11-3—注漿管閥門。
具體實施例方式 下面結合附圖對本發明的一個實施例作進ー步的描述
如圖I所示，本發明的近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法，採用直徑為25mm的無縫鋼管作為壓裂管3，採用直徑為19mm的鍍鋅管作為注漿管4和回漿管2。具體步驟如下
a.根據地質信息了解近距離煤層群的煤層6厚度及煤層6間的巖層5厚度，從巷幫向近距離煤層群打一個穿過所有煤層6的穿層鑽孔1，鑽孔I直徑為IlOmm ；
b.根據煤層6厚度及煤層6間的巖層5厚度，依次連接多段壓裂管3，將壓裂管3的前端封堵，並在預將位於各煤層6內的壓裂管3的管段壁上分別施工若干小孔9 ；
c.分別連接多段注漿管4和多段回漿管2，在預將位於各巖層5處的注漿管4段施工若干小孑し10 ；
d.在預將位於各煤層6與巖層5之間相接觸鑽孔I段內用封孔聚氨酯反應袋7捆綁壓裂管3、注漿管4和回漿管2，注漿管4位於壓裂管3的下部，回漿管2位於壓裂管3的上部;
e.擠壓所有封孔聚氨酯反應袋7，使聚氨酯反應袋7中的兩種化學漿液充分混合，將壓裂管3、注漿管4和回漿管2 —起迅速送入鑽孔I內，使壓裂管3管壁上的小孔9段位於各煤層6內，注漿管4管壁上的小孔10段位於各巖層5段內；
f.待封孔聚氨酯反應袋7完全膨脹固化後，將注漿管4與注漿設備連接，向煤層群中的各巖層5內段內注入封孔材料8，當回漿管2流出漿時，關閉回漿管閥門11-1和注漿管閥門11-3，停止注漿；
g.待封孔材料8凝固完全後，將壓裂管3與水力壓裂設備連接，對煤層群各煤層6內注水進行水力壓裂，當水力壓裂設備中壓力表顯示的壓カ值明顯下降且無回升現象吋，關閉壓裂管閥門11-2，停止注水。
權利要求
1.一種近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法，其特徵在於包括如下步驟 a.根據地質信息了解近距離煤層群的煤層(6)厚度及煤層(6)間的巖層(5)厚度，從巷幫向近距離煤層群打一個穿過所有煤層(6)的穿層鑽孔(I)； b.根據煤層(6)厚度及煤層(6)間的巖層(5)厚度，依次連接多段壓裂管(3)，將壓裂管(3)的前端封堵，並在預將位於各煤層(6)內的壓裂管(3)的管段壁上分別施工若干小孔(9)； c.分別連接多段注漿管(4)和多段回漿管(2)，在預將位於各巖層(5)區的注漿管(4)段施工若干小孔(10); d.在預將位於各煤層(6)與巖層(5)之間相接觸鑽孔(I)段內用封孔聚氨酯反應袋(7)捆綁壓裂管(3)、注漿管(4)和回漿管(2)，注漿管(4)位於壓裂管(3)的下部，回漿管(2)位於壓裂管(3)的上部； e.擠壓所有封孔聚氨酯反應袋(7)，使聚氨酯反應袋(7)中的兩種化學漿液充分混合，將壓裂管(3 )、注漿管(4 )和回漿管(2 ) —起迅速送入鑽孔(I)內，使壓裂管(3 )管壁上的小孔(9)段位於各煤層(6)內，注漿管(4)管壁上的小孔(10)段位於各巖層(5)段內； f.待封孔聚氨酯反應袋(7)完全膨脹固化後，將注漿管(4)與注漿設備連接，向煤層群中的各巖層(5)內段內注入封孔材料(8)，當回漿管(2)流出漿時，關閉回漿管閥門(11-1)和注漿管閥門(11-3)，停止注漿； g.待封孔材料(8)凝固完全後，將壓裂管(3)與水力壓裂設備連接，對煤層群各煤層(6)內注水進行水力壓裂，當水力壓裂設備中壓力表顯示的壓力值明顯下降且無回升現象時，關閉壓裂管閥門(11-2)，停止注水。
2.根據權利要求I所述的近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法，其特徵在於所述的穿層鑽孔(I)直徑為110mm。
3.根據權利要求I所述的近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法，其特徵在於所述的壓裂管(3)採用直徑為25mm的無縫鋼管，注漿管(4)和回漿管(2)均採用直徑為19mm的鍍鋅管。
全文摘要
一種近距離煤層群水力壓裂石門揭煤方法，適用於在高瓦斯高地應力近距離煤層群同時石門揭煤卸壓作業。先打一個穿過所有煤層的穿層鑽孔，將多段壓裂管連接為一體，通過近距離煤層群間隔設置的多個封孔聚氨酯反應袋對鑽孔進行分段注漿，當回漿管出漿時，關閉回漿管閥門和注漿管閥門，停止注漿；待注漿材料凝固完全後，通過壓裂管與水力壓裂設備連接，對阻隔的多層煤層進行水力壓裂，當水力壓裂設備中壓力表顯示的壓力值明顯下降且無回升現象時，關閉壓裂管閥門，停止注水。即可實現近距離煤層群同時有效的卸壓增透，實現近距離煤層群同時石門揭煤作業，其方法簡單、效果好、成本低。
文檔編號E21F7/00GK102678167SQ20121018931
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月11日 優先權日2012年6月11日
發明者倪冠華, 張超, 李全貴, 李敏, 李賢忠, 林柏泉, 翟成 申請人:中國礦業大學